星载SAR水下地形和水深遥感的最佳雷达系统参数模拟

根据星载合成孔径雷达 (SAR)浅海水下地形和水深成像机理 ,建立了浅海水下地形和水深雷达后向散射截面仿真模型。该模型包括奈维 斯托克斯方程、谱作用量平衡方程和雷达后向散射模式。利用该模型仿真结果 ,探讨了不同波段 (P、L、C和X)、不同极化 (VV和HH)和不同入射角 (2 0°— 70°)的星载SAR测量浅海水下地形和水深的能力。研究结果表明 ,浅海水下地形和水深遥感的最佳波段为P波段 ,L波段次之 ,C波段比X波段要好一些。VV极化SAR的测量能力要强于HH极化。 2 0°— 40°是星载SAR测量浅海水下地形和水深的最佳入射角范围。     

全极化SAR数据在地表覆盖/利用监测中的应用

SIR-C/X-SAR是运行在地球轨道上的第一个多波段(L、C、X)全极化(HH、VV、VH和HV)成像雷达系统,该系统具有极化测量和干涉测量功能。全极化雷达测量每一个像元的全散射矩阵,所获取的信息非常丰富。但是,由于这些极化合成图像具有较高的相关性,导致了图像信息提取精度的降低。本文基于新疆和田地区的SIR-CL波段全极化雷达数据,利用全散射矩阵的特点合成了HH-VV极化相关图像、极化度图像、目标增强图像和相位差图像。这些图像相关性小,地表覆盖信息丰富,提高了全极化SAR数据在实验区信息提取的准确度。     

利用航天飞机成象雷达干涉数据提取数字高程模型

首先介绍干涉雷达 (INSAR)成象原理和处理方法 ,接着介绍了二维离散包缠 (wrapped)干涉相位纹图的解缠 (unwrapping)算法。利用航天飞机成象雷达 (SIR -C) 1994年 10月获取的昆仑山干涉数据 ,研究了SIR -CINSAR获取数字高程模型的方法 ,显示了INSAR在三维信息获取和动态监测方面的优越性和应用前景     

干涉雷达技术用于林分高估测

如何使用遥感手段测量林分高一直是遥感技术积极探索的应用领域之一，雷达干涉测量（InSAR)技术充分利用了雷达数据中的相位信息，从单视复型干涉影像数据对中提取地表高程信息，近年来这一技术取得了快速的发展，得到了广泛的应用，该文利用美国航天飞机SIR－C／X－SAR L波段和C波段数据进行干涉测量处理，并将之应用于林分高估测，首先简要介绍了雷达干涉测量技术的发展及其基本原理，接着总结提出了雷达干涉测量技术估测有效林分高的方法，并将估测结果与实际的外业测定数据进行了比较，采用直接与林缘相差分的方法进行有效林分高的估测，在黑龙江大兴安岭实验区的初步结果说明了雷达干涉处理技术有用于有效林分高估测的潜力，显示了这一技术在林分高估测和林分高生长监测中的巨大应用前景。     

光学遥感植被指数与SAR遥感参数的相关性及其主要影响因素研究

建立合成孔径雷达(synthetic aperture Radar,SAR)数据和光学植被指数的定量关系有助于融合这两种数据源,提高山区森林遥感的时序监测能力。为此,以内蒙古大兴安岭根河林区为例,首先分析了归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)、增强型植被指数(enhanced vegetation index,EVI)、绿度植被指数(greenness vegetation index,GVI)和归一化水分指数(normalized difference water index,NDWI)与C波段雷达数据的相关性,接着对比了不同森林干扰下NDVI,NDWI与X,C,L波段雷达数据的相关性差异。结果表明:①极化比(polarization ratio,PR)和干涉相干系数与各植被指数呈显著负相关,PR与NDVI,EVI,GVI线性趋势好(R~2=0. 40～0. 49),VH的干涉相干系数与各植被指数线性趋势好(R~2=0. 43～0. 51);②地表类型会影响VH与NDVI线性回归结果,在植被密集的灌草、火烧迹地和森林内线性趋势好(R~2=0. 64～0. 76);③不同森林干扰下相关性存在差异:在火烧迹地内NDVI与X波段HH和C波段PR呈显著负相关,NDWI与C波段VH呈显著正相关;在未受干扰林地内NDVI和NDWI与C波段PR呈显著正相关;在采伐迹地内L波段PR与NDVI呈显著负相关,L波段VV和VH的PR与NDWI呈显著负相关。     

InSAR技术在矿区沉降监测中的应用研究

介绍了应用InSAR技术监测矿区地表沉降以及地下开采活动的原理;利用重轨差分InSAR技术获得了峰峰矿区地表ENVISAT和JERS 1的雷达形变干涉相位图;分析了在矿区地表沉降过程中ENVISATC波段和JERS 1 L波段形变干涉相位图的相干特性、相位特性以及干涉测量技术在矿区地表沉降监测中应用的可行性和局限性。实验结果表明,利用C波段和L波段雷达数据可以实施对矿区地表沉降的监测,但是C波段雷达受到空间干涉基线的限制更加严格,如果要实现对矿区地表沉降的监测,需要充分利用每个卫星回访时期的雷达数据,建立长时序的星载雷达形变干涉相位图序列,才能较好地实现矿区地表沉降监测。     

基于几何特性和辐射特性的HJ-1C星SAR图像模拟

中国自主研制的环境减灾小卫星星座中的雷达卫星(HJ-1C),频率设计在S波段,采用VV极化方式,入射角范围是25°—47°。根据HJ-1C的轨道参数和雷达传感器的系统参数,利用高精度的DEM数据(30m),结合地物分类数据(20m),综合考虑几何模型和辐射模型,模拟了该雷达卫星上的SAR图像。HJ-1C星SAR图像的模拟,使在该卫星发射前,能对数据产品有一个初步的认识,并可在雷达系统的设计和验证、图像的解译和新算法的测试等多个方面得到应用。     

基于快速傅立叶变换的干涉SAR基线估计

首先论述干涉SAR初始基线估计的基本原理；接着对用2维快速傅立叶变换（FFT）功率谱进行干涉SAR初始基线估计的具体算法进行了详细阐述；最后，基于1994年10月9日和10日的SIR－C L波段单视复雷达数据，用该算法进行了干涉SAR初始基线的垂直分量估计，并结合用航天飞机轨道数据得到的初始基线平行分量估计值进行去平地相位的试验。将结果与只用航天飞机轨道数据得到的初始基线进行去平地相位的结果及本区域的地形图进行比较分析。     

利用极化合成孔径雷达干涉测量技术生成DEM

极化合成孔径雷达干涉测量(PolInSAR)是目前雷达遥感的前沿领域之一,它综合了极化和雷达干涉技术(InSAR)的特点.文中应用极化干涉相干最优化技术处理了Amazon雨林地区的真实L波段PALSAR全极化数据,得到该地区的数字高程模型(DEM).与常规的单极化InSAR技术进行对比,证明了利用极化干涉技术可以显著提...     

基于ALOS/PALSAR雷达干涉数据的中国西部山谷冰川冰流运动规律研究

中国西部山谷冰川相对于南极和格陵兰的冰川来说,一般规模较小,冰川周围地形变化大,冰流运动复杂,容易导致冰川表面的完全失相干,从而很难提取出山谷冰川的冰流速度.为了削弱常规干涉测量中时间和空间失相干问题对山谷冰川冰面运动速度提取的影响,采用2007-12-10和2008-01-25的一对时间间隔46 d的L波段ALOS/PALSAR雷达数据,利用两轨法差分干涉测量成功的获取了青藏高原冬克玛底冰川表面的冰流运动速度,并将所得结果与该地区利用1996年C波段的ERS tandem数据获取的结果进行了对比验证.研究表明对于中国西部无人区的山谷冰川来说,雷达差分干涉测量技术是获取其冰流运动规律的有效手段,另外,相同时间间隔的L波段SAR数据比C波段SAR数据在提取冰流运动信息方面更具优势.     

Neumann分解理论在极化SAR植被分类中的应用

利用Neumann分解理论中体散射模型的各向异性与方向角随机程度对植被的形态特征加以区分,建立各向异性-方向角随机程度平面进行初始分类。在此基础之上,利用Wishart距离进行迭代分类。选取德国Oberpfaffenhofen地区E-SARL波段、SIR-C/X-SARL和C波段三种极化数据进行实验,结果表明,本文方法在植被覆盖区分类效果优于Freeman-Duren和Yamaguchi模型分类结果,能较好地区分针叶林、阔叶林,且L波段分类结果优于C波段分类结果。     

一种扩展的基于结构检测的最优多视极化SAR相干斑滤波算法

全极化数据的可得,使得利用极化散射矩阵以减少多视全极化SAR图像中的相干斑成为了可能。其中,被称为最优的多视极化白化滤波器（MPWF）就是一个典型例子。然而,为提高滤波器参数估计的精度,同时能够自适应的检测图像中的结构特征,在滤波时采用适当的窗算法是必要的。本文提出了两个有效的窗算法,并用1994年NASA SIR-C/X-SAR,L band,经过四视处理的天山森林的极化数据进行了仿真。实验结果表明,这两种算法不仅很好的达到了降噪效果,而且对图像的纹理信息以及结构特征（即边缘特征、线性特征、强散射体特征）的保持效果是最佳的。     

基于PALSAR数据的DEM提取方法研究

针对PALSAR Level 1.1数据,研究使用NASA/JPL提供的开源干涉软件包ROI_PAC Version 3.0提取DEM.ROI_PAC的目前版本只能处理Level 1.0数据,因此,文章在分析了ROI_PAC软件包处理流程的基础上,提出处理Level 1.1数据的方法,并用PALSAR Level 1.1数据对该方法做了验证.干涉重建DEM与参考DEM的对比结果表明,二者的差异均值为0.27 m,标准差为±9.24 m,80%像元点的高程误差在±10 m以内.     

基于酉ESPRIT算法的极化干涉相位估计

目前SAR极化干涉测量地形参数已经成为一种新兴的前沿技术。在现有提取极化干涉相位的技术中,由空间谱估计理论发展而来的,利用MUSIC、TLS-ESPRIT算法获取干涉相位信息的方法正逐步完善起来。但由于SAR信号存在散射点的观测数据少的问题,利用上述方法往往不能得到更高精度的干涉相位。作者提出的基于酉ESPRIT算法估算干涉相位的方法,充分利用了复观测数据以及共轭数据中的信息,使得观测数据等效增加了一倍,从而提高了植被高度参数的估计精度。本文详细阐述了该方法的原理和实施步骤,并通过对SIR-C/X-SAR的L波段实际数据进行验证处理,表明酉ESPRIT算法十分有效。     

基于功率和相位联合估计TLS-ESPRIT算法的极化干涉SAR数据分析

在推导各散射信号功率计算方法的基础上,提出基于功率和干涉相位联合估计的TLS-ESPRIT方法。因为干涉图像中的各主散射波和干涉相位能被分别估计,所以该算法可以利用同一分辨单元中不同散射机制后向散射信号功率的不同,将干涉相位分类实现散射中心分离。该方法通过提取两个占优势的相位得到两个高度,从而分别检测出森林的植被层和地表,特别是当散射波不相关并有不同的极化特性时,该方法有较好的性能,从而提高植被高度参数的估计精度。详细阐述该方法的原理和实施步骤,并通过对SIR-C/X-SAR的L波段实际数据进行分析处理,验证算法的有效性。     

A study on the polarimetric properties of various features using SIR-C data

Spaceborne Imaging Radar (SIR-C) data acquired over Gujarat, India in 1994 were processed and analysed using differnet techniques applicable to polarimetric SAR data such as polarization signatures, polarization index, decomposition of the signal and polarization phase difference and limited groundtruth data. It has been observed that multi-frequency polarimetric data enhances the potential of retrieving geo-physical parameters. The polarization signatures are found to vary with the nature of the target. Target decomposition of the returned signal will be useful for the classification of various features. Polarization Phase Difference (PPD) gives good information about the vegetation parameters.     

Potential of ASAR-ENVISAT for Estimating Near Surface Soil Moisture in a Sloping Terrain of a Himalayan Watershed

Soil moisture estimation is considered to be one of the important parameters in hydrological studies. The extraction of information on near surface soil moisture from the synthetic aperture radar is well established. The available Advanced Synthetic Aperture Radar (ASAR) data onboard ENVISAT with multi-incidence and multi-polarization mode for soil moisture estimation on sloping terrain was investigated. Empirical models were developed to estimate near surface soil moisture in the fallow agricultural fields by incorporating the effects of surface roughness using multi-incidence angle ASAR data. Medium incidence angle (IS-4) with VV polarization of ASAR data had higher correlation coefficient to volumetric soil moisture content. The ratio of medium (IS-4) to high incidence (IS-6) angle could further reduce the effect of surface roughness. The effect of topography on the radar data is taken care by calculating local incidence angle derived from ASTER DEM data. The VV polarization in the sloping terrain provided better results in comparison to VH polarization.     

The inversion method study of sub-canopy soil moisture estimation using repeat pass SIR-C PolInSAR data

From repeat pass SIR-C L band polarimetric SAR interferometric data and fully maximum likelihood inversion decomposition model of PolInSAR, a method for sub-canopy soil moisture estimation using repeat pass SIR-C PolInSAR data is proposed. At the same time, the potential and validity of fully maximum likelihood inversion decomposition model of PolInSAR for sub-canopy soil moisture inversion is investigated. Firstly, from the random oriented volume over ground two layer coherent scattering model and the statistical characteristics of Pol-InSAR coherency matrix, the fully maximum likelihood inversion decomposition model is used to reconstruct or recover the surface polarimetric coherency matrix with volume scattering components significantly removed; then, from recovered surface polarimetric coherency matrix, co-HH, VV and cross-HV polarization backscattering coefficient are obtained, and the sub-canopy soil moisture are inverted from Oh and Dihedral scattering model. At last, Compared the inversion result with the field measurement and the climate data of hetan region from 1951 to 2006, the preliminary result indicates that the proposed method based on fully maximum likelihood inversion decomposition model has enough high inversion accuracy, if the new spaceborne or airborne polarimetric SAR interferometric data with synchronously spaceborne or airborne-ground measurement will be acquired, the validity and accuracy of proposed inversion method will be further investigated and validated.     

内波海面海浪等效谱与SAR内波图像模型的关系

内波海面的电磁计算模型一般把流体力学-电磁波模型简单处理并与SAR图像模式相结合，根据电磁散射模型的计算要求，提出了一个等效的海浪谱模式，并用在电磁散射的计算，最后，用SIR-C/X-SAR在中国南海海面的内波表面图像进行了对比，对L-和X-波段具有很好的计算结果。